有線通道信息引接設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及有線通道信息引接設(shè)備，包括有線通信單元、數(shù)字信息處理單元、接口單元和電源單元；數(shù)字信息處理單元分別與線通信單元、接口單元、電源單元連接；數(shù)字信息處理單元的數(shù)字信號處理功能采用FPGA芯片實現(xiàn)；實現(xiàn)引接的方法，包括：A）從有線通道信息引接設(shè)備的網(wǎng)口或串口接收判斷到上位機發(fā)送的特定格式數(shù)據(jù)；B）有線通道信息引接設(shè)備內(nèi)部將上位機發(fā)來的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)編碼、加密、成幀等處理后將數(shù)據(jù)發(fā)送給有線通信單元；C）有線通信單元將接收到的數(shù)字信號調(diào)制后將模擬信號發(fā)送到有線通道；有益效果是：利用模擬有線通道解決有線終端設(shè)備的引接，實現(xiàn)上位機對有線終端設(shè)備的數(shù)據(jù)交換及狀態(tài)控制。
【專利說明】 有線通道信息引接設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及有線通道信息引接設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，有線終端設(shè)備的解決引接的方法包括:
(A)從有線通道信息引接設(shè)備的網(wǎng)口或串口接收判斷到上位機發(fā)送的特定格式數(shù)據(jù)。
[0003](B)有線通道信息引接設(shè)備內(nèi)部將上位機發(fā)來的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)編碼、加密、成幀等處理后將數(shù)據(jù)發(fā)送給有線通信單元。
[0004](C)有線通信單元將接收到的數(shù)字信號調(diào)制后將模擬信號發(fā)送到有線通道。
[0005]以往的有線通道信息引接設(shè)備從幀結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)編碼方式、數(shù)據(jù)加密方式以及調(diào)制解調(diào)方式等方面都無法滿足現(xiàn)有終端設(shè)備引接的技術(shù)要求。
[0006]因此需要設(shè)計一種有線通道信息引接設(shè)備，利用有線通道與有線終端設(shè)備連接，利用模擬有線通信技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字信息的模擬遠(yuǎn)距離傳輸，利用數(shù)字通信技術(shù)解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性、可靠性和靈活性，利用數(shù)據(jù)通信接口技術(shù)實現(xiàn)與上位機的數(shù)據(jù)交換，從而使上位機能夠?qū)崿F(xiàn)與遠(yuǎn)端的有線終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換以及狀態(tài)控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有線通道信息引接設(shè)備的設(shè)計方案，利用有線通道信息引接設(shè)備實現(xiàn)有線終端設(shè)備和上位機之間的通信。
[0008]本發(fā)明是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的:有線通道信息引接設(shè)備，其特征在于，包括有線通信單元、數(shù)字信息處理單元、接口單元和電源單元；數(shù)字信息處理單元分別與線通信單元、接口單元、電源單元連接；
所述數(shù)字信息處理單元由上位機端數(shù)據(jù)判決器、數(shù)據(jù)編碼器、數(shù)據(jù)加密器、數(shù)據(jù)成幀器
1、數(shù)據(jù)緩沖器1、終端數(shù)據(jù)發(fā)送器、終端數(shù)據(jù)判決器、數(shù)據(jù)解碼器、數(shù)據(jù)解密器、數(shù)據(jù)成幀器
2、數(shù)據(jù)緩沖器2、上位機端數(shù)據(jù)發(fā)送器連接構(gòu)成；設(shè)備的數(shù)字信號處理功能采用FPGA芯片實現(xiàn)；
所述有線通信單元由電源模塊、發(fā)送模塊和接收模塊連接構(gòu)成；
發(fā)送模塊包括送定時器，發(fā)送定時器連接數(shù)據(jù)編碼器，數(shù)據(jù)編碼器連接擾碼器，擾碼器連接調(diào)制器，調(diào)制器連接放大器，放大器連接濾波器，濾波器連接變壓器，變壓器連接電纜保護(hù)器；電纜保護(hù)器與有線通道連接；
接收模塊包括數(shù)據(jù)譯碼器，反擾碼器、解調(diào)器、均衡器、放大器、濾波器、載波檢測器、變壓器、電纜保護(hù)器；電纜保護(hù)器與有線通道連接；
所述接口單元，由單片機、串口芯片和網(wǎng)口芯片構(gòu)成；單片機分別與串口芯片、網(wǎng)口芯片連接；
利用有線通道信息引接設(shè)備實現(xiàn)引接的方法，包括:
(A)從有線通道信息引接設(shè)備的網(wǎng)口或串口接收判斷到上位機發(fā)送的特定格式數(shù)據(jù)； (B)有線通道信息引接設(shè)備內(nèi)部將上位機發(fā)來的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)編碼、力口密、成幀等處理后將數(shù)據(jù)發(fā)送給有線通信單元；
(C)有線通信單元將接收到的數(shù)字信號調(diào)制后將模擬信號發(fā)送到有線通道；
本發(fā)明的有益效果是:利用有線終端設(shè)備現(xiàn)有通信接口解決引接問題，不對原有線終端設(shè)備做任何改動。本發(fā)明利用模擬有線通道解決有線終端設(shè)備的引接，以實現(xiàn)上位機對有線終端設(shè)備的數(shù)據(jù)交換及狀態(tài)控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1總體應(yīng)用框圖；
圖2設(shè)備功能框圖；
圖3有線通信單元發(fā)送模塊；
圖4有線通信單元接收模塊；
圖5電纜保護(hù)器；
圖6數(shù)字信息處理單元功能框圖；
圖7數(shù)字信息處理單元與單片機模塊連接關(guān)系圖；
圖8數(shù)字信息處理功能框圖；
圖9單片機軟件流程圖。
【具體實施方式】
[0010]為了更清楚的理解本發(fā)明，結(jié)合附圖和實施例詳細(xì)描述本發(fā)明:
如圖1至圖9所示，有線通道信息引接設(shè)備，包括有線通信單元、數(shù)字信息處理單元、接口單元、電源單元；數(shù)字信息處理單元分別與線通信單元、接口單元、電源單元連接；
所述數(shù)字信息處理單元由上位機端數(shù)據(jù)判決器、數(shù)據(jù)編碼器、數(shù)據(jù)加密器、數(shù)據(jù)成幀器1、數(shù)據(jù)緩沖器1、終端數(shù)據(jù)發(fā)送器、終端數(shù)據(jù)判決器、數(shù)據(jù)解碼器、數(shù)據(jù)解密器、數(shù)據(jù)成幀器2、數(shù)據(jù)緩沖器2、上位機端數(shù)據(jù)發(fā)送器。
[0011]連接構(gòu)成；
所述有線通信單元由電源模塊、發(fā)送模塊和接收模塊連接構(gòu)成；
發(fā)送模塊包括送定時器，發(fā)送定時器連接數(shù)據(jù)編碼器，數(shù)據(jù)編碼器連接擾碼器，擾碼器連接調(diào)制器，調(diào)制器連接放大器，放大器連接濾波器，濾波器連接變壓器，變壓器連接電纜保護(hù)器；
接收模塊包括數(shù)據(jù)譯碼器、反擾碼器、解調(diào)器、均衡器、放大器、濾波器、載波檢測器、變壓器、電纜保護(hù)器；
所述，接口單元，由單片機、串口芯片、網(wǎng)口芯片構(gòu)成；單片機分別與串口芯片連接單片機、網(wǎng)口芯片連接；
接收模塊中的電纜保護(hù)器，防止由于電磁脈沖產(chǎn)生的電壓、電流過載，以及消除來自于非編制設(shè)備的影響。
[0012]接收模塊，得數(shù)據(jù)譯碼器連接反擾碼器，反擾碼器連接解調(diào)器，解調(diào)器連接均衡器，均衡器連接放大器，放大器連接濾波器，載波檢測器連接放大器，濾波器連接變壓器，變壓器連接電纜保護(hù)器。[0013]圖1所示設(shè)備的使用環(huán)境，有線通道信息引接設(shè)備用于將有線終端設(shè)備和上位機引接起來，通過上位機就可以與有線終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換和狀態(tài)控制。有線通道信息引接設(shè)備與有線終端設(shè)備通過有線通道進(jìn)行連接，有線通道信息引接設(shè)備與上位機通過串口和網(wǎng)口進(jìn)行連接。
[0014]如圖2所示，設(shè)備的組成包括有線通信單元、數(shù)字信息處理單元、接口單元、電源單元。有線通信單元將接收的模擬信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為有線模擬信號，該單元將信息進(jìn)行放大、濾波、均衡、調(diào)制解調(diào)等處理，數(shù)字信息處理單元對信息進(jìn)行編碼、解碼、加密、解密、成幀、拆幀處理，單片機模塊將信息轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)和網(wǎng)口數(shù)據(jù)。
[0015]如圖3所示，有線通信單元發(fā)送模塊包括發(fā)送定時器、數(shù)據(jù)編碼器、擾碼器、調(diào)制器、放大器、濾波器、變壓器、電纜保護(hù)器。
[0016]有線通信單元發(fā)送模塊是把數(shù)字信號調(diào)制為有線模擬信號，并把調(diào)制后的模擬信號發(fā)送到通信線路上。
[0017]如圖4所示，有線通信單元接收模塊包括:數(shù)據(jù)譯碼器、反擾碼器、解調(diào)器、均衡器、放大器、濾波器、載波檢測器、變壓器、電纜保護(hù)器。
[0018]有線通信單元接收模塊是把有線模擬信號解調(diào)為數(shù)字信號。
[0019]擾碼器，由于當(dāng)有線通信單元接收到已經(jīng)調(diào)制的有線模擬信號時，就對其進(jìn)行解調(diào)處理，把解調(diào)出的數(shù)據(jù)和時鐘信號同時發(fā)給與其連接的數(shù)字信息處理單元，這種時鐘信號是根據(jù)接收數(shù)據(jù)產(chǎn)生的，和接收數(shù)據(jù)有著嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，該時鐘信號叫做導(dǎo)出的時鐘信號。但當(dāng)接收的數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)連續(xù)的“0”串或連續(xù)的“I”串時，有線通信單元的接收電路無法導(dǎo)出時鐘信號，所以不允許出現(xiàn)長串的“0”或“I”。擾碼器的作用就是根據(jù)預(yù)定的算法改變數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)，使其不包含長串的“0”或“ I ”。
[0020]調(diào)制器，用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成適應(yīng)與有線信號傳輸?shù)哪M信號。
[0021]放大器和濾波器，放大器的作用是提升調(diào)制信號的電平，以便信號的遠(yuǎn)距離傳輸。濾波器的作用是限制模擬信號的頻率，使其符合有線電纜的頻率特性
均衡器，用于測試接收到的模擬信號的是真程度并調(diào)整接收電路的參數(shù)，以糾正信號傳輸中產(chǎn)生的畸變。在一次傳輸開始時，先發(fā)送一段“訓(xùn)練序列”，訓(xùn)練信號是已知的調(diào)制信號，它的特性是對端知道的，有線通信單元接收模塊根據(jù)接收到的訓(xùn)練信號調(diào)整均衡器，使其達(dá)到理想的波形，這樣當(dāng)傳送數(shù)據(jù)信號時可以適當(dāng)補償傳輸線路引起的信號失真。
[0022]如圖5所示，電纜保護(hù)器包括放電器FV2，限幅二極管VDl和VD2，變阻器Rul和Ru2，電阻器Rl、R2、R3、R4。電纜保護(hù)器的接收端子I連接FV2的I腳，F(xiàn)V2的I腳連接Rl的I腳，Rl的2腳連接Rul的I腳，Rul的I腳連接R2的I腳，R2的2腳連接VDl的I腳，VDl的I腳連接發(fā)送端子I，接收端子2連接FV2的2腳，F(xiàn)V2的2腳連接R3的I腳，R3的I腳連接Ru2的2腳，Ru2的2腳連接R4的I腳，R4的2腳連接VD2的2腳，VD2的2腳連接發(fā)送端子2，F(xiàn)V2的3腳連接Rul的2腳，Rul的2腳連接Ru2的I腳，Ru2的I腳連接VDl的2腳，VDl的2腳連接VD2的I腳，VD2的I腳連接大地。
[0023]當(dāng)危險脈沖電壓、電流作用時，限幅二極管啟動(限幅二極管的啟動門限:橫向保護(hù)正負(fù)18V，縱向保護(hù)正負(fù)36V)，啟動時間不大于I納秒。當(dāng)危險脈沖電流增大到30A至40A時，這時電阻分壓啟動變阻器，變阻器可在電流不大于800A時工作。當(dāng)通過變阻器的脈沖電流達(dá)到500A至600A時，將啟動放電器，此時Rl、R2進(jìn)行分壓，放電器可保障電流不大于IOkA時正常工作。
[0024]如圖6所示，數(shù)字信息處理單元包括上位機端數(shù)據(jù)判決器、數(shù)據(jù)編碼器、數(shù)據(jù)加密器、數(shù)據(jù)成幀器1、數(shù)據(jù)緩沖器1、終端數(shù)據(jù)發(fā)送器、終端數(shù)據(jù)判決器、數(shù)據(jù)解碼器、數(shù)據(jù)解密器、數(shù)據(jù)成幀器2、數(shù)據(jù)緩沖器2、上位機端數(shù)據(jù)發(fā)送器。
[0025]如圖7所示，單片機模塊包括單片機、存儲器、串口芯片、網(wǎng)口芯片、串口、網(wǎng)口等。單片機型號為:STC89C52，串口芯片型號為:MAX3232，網(wǎng)口芯片為:W5100。
[0026]如圖8所示，數(shù)字信息處理單元中的數(shù)據(jù)編碼器結(jié)構(gòu)符合CRC-CCITT國際標(biāo)準(zhǔn)，其表示的生成多項式為:X16+X12+X5+l。
[0027]如圖9所示，單片機的軟件流程為:
(A)從網(wǎng)口接收到數(shù)據(jù)，處理判斷數(shù)據(jù)是否合法，發(fā)送到內(nèi)部串口3 ；
(B)從內(nèi)部串口收到數(shù)據(jù)，處理判斷數(shù)據(jù)是否合法，發(fā)送到外部串口I ;
(C)從外部串口收到數(shù)據(jù)，不是設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)命令，處理判斷數(shù)據(jù)是否合法，發(fā)送到內(nèi)部串口 3 ;
(D)對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置，在串口處輸入特定的設(shè)置命令，輸出提示，進(jìn)行設(shè)置。
[0028]根據(jù)上述說明，結(jié)合本領(lǐng)域技術(shù)可實現(xiàn)本發(fā)明的方案。
【權(quán)利要求】
1.有線通道信息引接設(shè)備，其特征在于，包括有線通信單元、數(shù)字信息處理單元、接口單元和電源單元；數(shù)字信息處理單元分別與線通信單元、接口單元、電源單元連接； 所述數(shù)字信息處理單元由上位機端數(shù)據(jù)判決器、數(shù)據(jù)編碼器、數(shù)據(jù)加密器、數(shù)據(jù)成幀器1、數(shù)據(jù)緩沖器1、終端數(shù)據(jù)發(fā)送器、終端數(shù)據(jù)判決器、數(shù)據(jù)解碼器、數(shù)據(jù)解密器、數(shù)據(jù)成幀器2、數(shù)據(jù)緩沖器2、上位機端數(shù)據(jù)發(fā)送器連接構(gòu)成；設(shè)備的數(shù)字信號處理功能采用FPGA芯片實現(xiàn)； 所述有線通信單元由電源模塊、發(fā)送模塊和接收模塊連接構(gòu)成； 發(fā)送模塊包括送定時器，發(fā)送定時器連接數(shù)據(jù)編碼器，數(shù)據(jù)編碼器連接擾碼器，擾碼器連接調(diào)制器，調(diào)制器連接放大器，放大器連接濾波器，濾波器連接變壓器，變壓器連接電纜保護(hù)器；電纜保護(hù)器與有線通道連接； 接收模塊包括數(shù)據(jù)譯碼器，反擾碼器、解調(diào)器、均衡器、放大器、濾波器、載波檢測器、變壓器、電纜保護(hù)器；電纜保護(hù)器與有線通道連接； 所述接口單元，由單片機、串口芯片和網(wǎng)口芯片構(gòu)成；單片機分別與串口芯片、網(wǎng)口芯片連接； 利用有線通道信息引接設(shè)備實現(xiàn)引接的方法，包括: (A)從有線通道信息引接設(shè)備的網(wǎng)口或串口接收判斷到上位機發(fā)送的特定格式數(shù)據(jù)； (B)有線通道信息引接設(shè)備內(nèi)部將上位機發(fā)來的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)編碼、力口密、成幀等處理后將數(shù)據(jù)發(fā)送給有線通信單元； (C)有線通信單元將接收到的數(shù)字信號調(diào)制后將模擬信號發(fā)送到有線通道。
2.如權(quán)利要求1所述的有線通道信息引接設(shè)備，其特征在于，接收模塊中的電纜保護(hù)器包括放電器FV2，限幅二極管VDl和VD2，變阻器Rul和Ru2，電阻器Rl、R2、R3、R4 ;電纜保護(hù)器的接收端子I端連接FV2的I腳，F(xiàn)V2的I腳連接Rl的I腳，Rl的2腳連接Rul的I腳，Rul的I腳連接R2的I腳，R2的2腳連接VDl的I腳，VDl的I腳連接發(fā)送端子1，接收端子2連接FV2的2腳，F(xiàn)V2的2腳連接R3的I腳，R3的I腳連接Ru2的2腳，Ru2的2腳連接R4的I腳，R4的2腳連接VD2的2腳，VD2的2腳連接發(fā)送端子2，F(xiàn)V2的3腳連接Rul的2腳，Rul的2腳連接Ru2的I腳，Ru2的I腳連接VDl的2腳，VDl的2腳連接VD2的I腳，VD2的I腳連接大地。
【文檔編號】H04B3/02GK103746723SQ201310724881
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】常濤, 宋光偉, 張宇, 庫志強, 劉欣, 石勇, 苗堯飛, 王武志, 莫曉婷 申請人:天津光電通信技術(shù)有限公司